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1、 第一章 绪 论！所有下载了本文的注意：本论文附有CAD图纸，凡下载了本文的读者请留下你的联系方式（邮箱），我把图纸发给你。最后，希望此文能够帮到你！1.1 概 述 本次设计XB220KV变电所是中间变电所，高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用。本变电所高压侧有三回出线，同时降压给当地供电，主要起中间环节作用。该变电所在系统中作用非同寻常，全所停电将引起区域系统解列。该变是为了满足该省北电东送、电气化铁道牵引站和XC市区负荷增长的需要建设的，也是YZ电厂2350MW机组电力外送的配套工程，未来510年最大供电负荷550MW，主变压器建设规模为3150MVA。近期上一台，电压等级为220/
2、110/10KV。1.1.1变电所设计原则由220500KV变电所设计规范中：第3.0.1条：在变电所的设计中应认真执行国家的建设方针和技术经济政策，符合安全可靠、技术先进、经济合理的要求。第3.0.2 条：变电所的设计应结合地区特点，积极慎重地推广采用成熟的新设备、新材料、新布置、新结构，从实际出发，努力提高自动化水平。第3.0.3条：变电所的设计必须坚持节约用地的原则。第3.0.4条：在变电所的设计中，必须遵守国家有关法规的规定，特别要采取切有效的环境保护和水土保持的防治措施。环境保护和水土保持的工程设施必须和主体工程同时设计、同时施工、同时投产。第3.0.5条：变电所的设计除应执行本规程
3、的规定外，尚应符合现行的有关国家标准和电力行业标准。1.2 本次设计的内容与要求 本次主要完成XB变电所一次部分设计。 1 主变压器的选择。2 主接线设计：分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线接线方式，从可靠性、经济性、灵活性上比较选择出最佳主接线方式。3 短路电流计算：根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流并列表表示出短路电流计算结果。4 主要电气设备选择：(a)选择220kV主变侧、110kV侧最大一回负荷出线及110 kV主变侧的断路器及隔离开关。(b)选择220kV、110kV主母线及主变低压侧母线桥导体。(c)选择220kV主母线的支持绝缘子及穿墙套管。(
4、d)选择限流电抗器（如有必要装设）及10kV最大一回负荷出线电缆。(e)选择10kV主母线电压互感器。(f)选择10kV出线电流互感器。5电气设备配置(a)各电压等级电压互感器配置。(b)各回路电流互感器配置。6 其它设计(a)无功补偿设计(b)防雷保护的设计。1.3 本次设计的成果1.编制设计论文。2.绘图若干张。(a)变电所电气主接线图。(b)变电所电气总平面布置图。(c) 220kV主变进线断面图（进线或出线）。(d)110kv平面布置图。(e)110kv出线间隔断面图。(f)避雷针布置及其保护范围图。第二章 电力系统和变电所总体分析2.1 电力系统2.1.1电力系统的组成电力系统是由发
5、电机、变压器、输电线路、用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网）、消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器、调速器以及继电器等。2.1.2电力系统的基本要求1 保证可靠的持续供电。对用户供电的中断将使生产停止，人民的生活秩序、生活质量将受到影响，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠、持
6、续供电的要求。2 保证良好的电能质量。电能质量包含电压质量、频率质量和波形质量三个方面。电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定值来衡量，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。我国规定，拥护供电电压的允许偏移量是额定值的+5%-7%；额定频率是50Hz，允许偏移量为0.20.5 Hz。3 保证系统运行的经济性。电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3，且电能在变换、输送、分配时的损耗绝对值也相当客观。因此，降低电能消耗的能源和降低变、输送、分配时的损耗，有极其重要的意义。2.2 变电所总体分析2.2.1变电所的发展方向由于现代科学技术的发展，电力网容量的增大
7、，电压等级的提高，综合自动化水平的需求，使变电所设计问题变得越来越复杂，除了常规变电所之外，还出现了微机变电所、综合自动化变电所、小型化变电所和无人值班变电所等。当前随着我国城乡电网建设与改造工作的开展，对变电所设计也提出了更高更新的要求。 变电所设计与占地面积多少和加强网架可靠性直接相关，由于这种原因，变电所的发展经过了一段发展历史。1.城网变电所的发展我国常规城网变电所的主要问题是设备陈旧，占地面积大与现代化的城市建设不相适应，为了改变这种面貌，城网变电所已向小型化方向发展，开始采用全封闭组合电器，即GIS成套设备。全封闭组合电器（GIS）就是由于SF6气体的出现而发展的一种新型高压成套设
8、备。它包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、出现套管或电缆终端。这些设备按变电所主接线的要求依次连接组成一个整体，各元件的高压带电部位均封闭于接地的金属壳内，并充以SF6气体，作为绝缘的灭弧介质，称之为SF6气体绝缘变电站，简称GIS。 目前，GIS的发展趋向，是将变压器一、二次开关全部合为一体，或为气体绝缘组合的供电系统。今后其将向小型化、智能化、免维护、易施工的方向发展。2.农村变电所的发展建国以来，我国农电事业得到迅速的发展，随着改革开放的形势发展，现有农村电网已经适应不了农电负荷迅速增长的要求，二十年来，全国各地对农网，特别是对农村变电所重点进行技术改造
9、，取得了可靠的成绩。但，农村变电所仍存在一些问题。近年来，有关科研设计单位和农电部门做了大量的工作，经过多次的论证与实践，确定了农村变电所的建设，应遵循“小容量、密布点、短半径”的原则和“户外式、小型化、造价低、安全可靠、技术先进”的发展方向。目前，小型化变电所的建设已遍布全国，成为农村变电所的主要形式。3.变电所综合自动化的发展自从计算机技术深入到电力系统以来，微机监测技术获得了迅速的发展。变电所综合自动化系统，集保护、远动、监控为一体，是一种分布式的综合自动化装置，其把继电保护、远动技术、参数监测等各种功能分布在各个单片机上，而这些单片机通过计算机网络连接起来一个有机的自动化装置。4.无人
10、值班变电所变电所实现无人值班是一项涉及面广，技术含量高，要求技术和管理工作相互配套的系统工程，它包括电网，一、二次部分，变电所装备水平，通信通道建设，调度自动化系统的建立以及无人值班变电所的运行管理工作。2.2.2变电所的分类变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：1 枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500KV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。2 中间变电所：高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集
11、23个电源，电压为220330KV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。3 地区变电所：高压侧一般为110220KV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。4 终端变电所：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110KV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。2.2.3 本设计变电所的总体分析1.建站的必要性XB变为满足本省北电东送，电气化铁道牵引站和XC市区负荷增长的需要建设，亦是电厂2350MW机组电力外送配套工程。且使XC供电
12、区220KV网架加强。因此，建设XB220KV变电所是十分必要的。2.变电所的建设规模(1)类型：220KV中间变电所(2)最终容量：根据工农业负荷的增长,需要安装三台220KV/110KV/10KV，容量为150MVA，容量比为100/100/50的变压器。一次设计，两期建设，本次只建设一台。3.变电所与系统的连接情况(1)变电所与220KV和110KV两个电力系统相连，是一个中间变电所。(2)变电所用两回线路与220KV系统连接，用7回线路与110KV系统相连。(3)将来有一座220KV变电所建成后，有一回220KV线路连至本变电所。(4)XB变供电范围内将新建HZ、SJ两座110KV变电
13、所，有两回110KV出线与新建的两所变电所相连。4.负荷情况(1)220KV进线回路数最终为3回，本期兴建2回，近期无负荷。(2)110KV进出线回路数最终为9回，本期只兴建7回，其中4回每回的最大输送容量为20000KVA，其余3回每回的最大输送容量为15000KVA，Tmax4600h。(3)10KV出线回路数共有14条，本期只建6条出线，以满足所用电、周围居民和周围部分企业用电。5.环境情况XB220KV变电所位于XC市西北约12km处，靠近公路，所区一带场地开阔，地势平坦，交通运输便利，进出线顺畅，附近无污染，环境条件良好，所址海拔110m，距颖河支流清河约4公里，无洪之险且排水条件良
14、好，不易形成内涝，地震基本烈度为6，且该地区属级污秽区。第三章 主变压器的选择3.1 概述在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统510年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运
15、行的保证。在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。3.2 主变容量和台数的选择由电力系统电气设计手册（一次部分）中：1 变电所主变容量一般应按510年规划来选择，并适当考虑远期（1020年）发展规划，对城市应根据城市规划选择。2 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变容量。对于有重要负荷的变电所。由220kV500kV变电所设计技术规程中：第7.2.1条；主变压器容量和台数的选择，应根据现行的SDJ161有关规定和审批的电力系统规划设计决定。变电所同一电压网络内任一台变压器事故时，其他元件不应超过事故过负荷的规定。凡装有两台(组)及以上主变压器的变电所，其中一台(组)事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%时不过载，并在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。如变电所有其他电源能保证变压器停运
